ATR依存的なSWI/SNF複合体制御によるDNA複製ストレス解消機構の解明

Research Project

Project/Area Number	22K18033
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 63020:Radiation influence-related
Research Institution	National Cancer Center Japan
Principal Investigator	矢野公義国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 特任研究員 (50930947)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000) Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords	DNA複製ストレス / がん遺伝子 / ATRキナーゼ / SWI/SNF複合体 / ATR
Outline of Research at the Start	DNA複製ストレスの増加は、ほぼ全てのがんに共通するゲノム不安定性の獲得を促進する。SWI/SNFクロマチンリモデリング複合体は、遺伝子転写、DNA複製や修復に機能し、様々ながんで遺伝子変異が同定されているが、SWI/SNF複合体によるがん抑制機構は十分に解明されていない。そこで本研究は、DNA複製ストレス応答因子ATRキナーゼによるSWI/SNF構成タンパク質のリン酸化制御がDNA複製ストレスを解消するメカニズムを明らかにすることを目的とする。
Outline of Annual Research Achievements	RASなどのがん遺伝子の活性化は、DNA複製ストレスを誘発して、ゲノム不安定性の引き金となる。ATRキナーゼは、複製ストレス応答において中心的な役割を果たし、下流タンパク質をリン酸化することによって様々な細胞応答を制御する。昨年度までに、リン酸化プロテオーム解析によって、KRAS変異によってATR依存的にリン酸化されうるSWI/SNF因子を同定し、複製ストレス応答における機能解析に着手した。本年度では、正常細胞およびがん細胞を用いて、KRAS変異や薬剤誘導性の複製ストレス下におけるSWI/SNF因子リン酸化の役割を調べた。がん細胞を用いた実験では、RAS野生型がん細胞と比較してRAS変異型がん細胞では、このリン酸化レベルが高いことが見出された。その一方で、正常細胞を用いた実験では、このリン酸化レベルは薬剤誘導性複製ストレスによって上昇するものの、KRAS変異の誘導では明らかな変化はみられなかった。また、薬剤感受性におけるSWI/SNF因子の影響を調べた結果、このSWI/SNF因子を欠損しているがん細胞に野生型タンパク質を強制発現させるとATR阻害剤感受性が上昇した。現在、このSWI/SNF因子リン酸化の複製フォーク動態における役割の機能解析と、がん細胞の薬剤感受性の指標となる複製ストレスマーカーとしての可能性を検証している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 当該年度に予定していた一部の解析を進めることができたが、昨年度のコロナ影響によって生じた遅れを完全に埋めるには至らなかった。そのため、研究期間延長申請を行い、未使用額は次年度の経費に充てることとした。
Strategy for Future Research Activity	DNAファイバーアッセイにより、正常細胞の薬剤誘導性複製ストレス下において、SWI/SNF因子リン酸化による複製フォークの安定性や再スタートの制御機構を明らかにする。SWI/SNF因子リン酸化レベルの高いがん細胞をスクリーニングし、複製フォーク制御やゲノム不安定性における特性と薬剤感受性を調べる。